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JP3828271B2 - Cap for electronic parts and semiconductor laser using the same - Google Patents
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JP3828271B2 - Cap for electronic parts and semiconductor laser using the same - Google Patents

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JP3828271B2
JP3828271B2 JP05492398A JP5492398A JP3828271B2 JP 3828271 B2 JP3828271 B2 JP 3828271B2 JP 05492398 A JP05492398 A JP 05492398A JP 5492398 A JP5492398 A JP 5492398A JP 3828271 B2 JP3828271 B2 JP 3828271B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャンシール型半導体レーザのような頂部に窓部を有し、底部にステムと接合し得る開口部を有する金属シェルからなる電子部品用キャップに関する。さらに詳しくは、該キャップをステムに圧入することによりハーメチックシールをしたり、該キャップが組み立てられた電子部品の該キャップの上面から強い外圧が加わる場合でもキャップの窓部のガラスなどが破損しないような電子部品用キャップおよびそれを用いた半導体レーザに関する。
【0002】
【従来の技術】
キャンシール型半導体レーザは、たとえば図7(a)に一部断面の説明図が示されるような構造になっている。図7(a)において、ステム21と一体化されたヒートシンク21aに、シリコンサブマウント22を介してレーザチップ23がマウントされている。このステム21には、リード26がステム21と絶縁してハーメチックシール(気密封止)されると共に、リード28が溶接などによりステム21と接続されている。レーザチップ23の一方の電極端子がシリコンサブマウント22を介してリード26とワイヤボンディングされている。また、レーザチップ23の他方の電極がヒートシンク21aを介してリード28と接続されている。この周囲にキャップ24が溶接などによりステム21と接着されてハーメチックシールされている。
【0003】
キャップ24の頂部にはレーザチップ23からの光を取り出すため貫通孔による窓部が設けられ、内部を気密にするため、窓ガラス25が低融点ガラス(図示せず)などにより接着されている。この窓ガラス25が予めキャップ24に接着された状態で、キャップ24がステム21に溶接される。この溶接は電気抵抗溶接で行われることが多く、その場合、電流を集中させて溶接を確実にするため、図7(b)に示されるように、キャップ24の底面に突起状のプロジェクション24aが形成されている。半導体レーザに限らず、窓部を有し、ハーメチックシールをするためのキャップは、ホトトランジスタ、ホトダイオード、メタルキャップの発光ダイオード(LED)などに用いられるものも大体図7に示されるような構造になっている。
【0004】
一方、前述の構造では、キャップを取り付ける場合にステムと溶接によりハーメチックシールを得なければならないが、溶接条件はバラツキが多く、安定したハーメチックシールが得られないと共に、プロジェクションを有するため小型化が困難という問題があるため、特開平9−283852号公報に開示されるように、キャップをステムに圧入することによりハーメチックシールを得る構造のものが試みられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、窓ガラスが封着されたキャップを圧入しようとすると、窓部のガラスや接着剤の低融点ガラスなどにクラックが入ったり、ワレが生じやすい。そこで、特開平9−283852号公報では、その問題を解決するため、頂部の外周表面に突起部をリング状に形成しているが、自動機により大量生産する場合に、図6(a)〜(b)に示されるように、キャップ24の内径Aとステム21の嵌合部分の外径Bの寸法差(BがAより大きい)が10〜20μm程度に管理されていないと、圧入の際に接着部に外力がかかり、窓ガラス25が剥離する場合があるため、キャップとステムの内径および外径のバラツキの管理が大変で量産性に欠けるという問題がある。図6において、29は低融点ガラスなどの接着剤である。
【0006】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、頂部の窓部に窓ガラスなどの光透過部材を有するキャップを圧入によりステムにハーメチックシールする場合に、その寸法関係がシビアでなくても窓部のガラスや接着剤などにクラックが入ったり、破損しない構造の電子部品用キャップを提供することを目的とする。
【0007】
本発明の他の目的は、部品管理が容易で、しかもキャップをステムに圧入するという簡単な組立方法を採用しながら窓部の破損を生じさせない構造の半導体レーザを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子部品用キャップは、頂部に窓部が形成され、底部にステムと圧入により接合され得る開口部が形成された円筒状の金属シェルの前記窓部に光透過部材が接着された電子部品用キャップであって、前記金属シェルの円筒部は前記開口部側の肉厚が前記ステムに圧入される部分の長さより長い範囲に亘って前記頂部側の肉厚より薄くなるように段差部が形成されている。
【0009】
この構造にすることにより、ステムにキャップを圧入する際にキャップの底部の開口部にかかる押し広げる力は、円筒部の肉厚の薄い部分で吸収され、上部側の肉厚の厚い部分には力がかかりにくい。そのため、窓部に接着される窓ガラスや接着剤の低融点ガラスなどに加わる力も非常に弱くなり、クラックやワレが生じにくい。
【0010】
前記金属シェルの頂部の外周表面に突起部がリング状に形成されることにより、上部からの押圧力に対しても窓ガラスなどの光透過部材およびその接着部が強固になり、一層窓部の剥離が減って信頼性が向上する。
【0011】
本発明の半導体レーザは、ステムと、該ステムに設けられるヒートシンクにマウントされるレーザチップと、頂部に窓部を有すると共に底部に前記ステムと嵌合し得る円筒部を有し、前記レーザチップの周囲を気密に覆うキャップとからなり、該キャップは前記窓部に光透過部材が固着されると共に、前記円筒部が前記ステムと嵌合する部分の長さより長い範囲に亘って前記ステム側の肉厚が薄く、かつ、前記頂部側が厚く形成されて、前記ステムに圧入により嵌合されている。
【0012】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の電子部品用キャップについて説明をする。
【0013】
本発明の電子部品用キャップ10は、図1にその一実施形態の断面説明図が示されるように、金属シェルの円筒部11の頂部に窓部13が形成され、底部にステムと接合され得る開口部14が形成されている。そして、窓部13に、たとえばガラスやプラスティックのような光透過部材15が、低融点ガラスなどの接着剤16により気密を保持できるように接着されている。そして、金属シェルの円筒部11は開口部14側の肉厚tが頂部側の肉厚Tより薄くなるように段差部11aが形成されていることに特徴がある。
【0014】
円筒部11の頂部に窓部13を有する金属シェルは、たとえばコバール板などを絞り加工することにより形成される。その絞り加工の際に、頂部には窓部13とする貫通孔が設けられ、その底部にステムと接合するための開口部14が設けられる。前述の段差部11aは、絞り加工をする際の凸金型に段差を設けておくことにより形成され、開口部13側で薄く、頂部側でその肉厚を厚くすることができる。この肉厚の薄い部分と厚い部分との差は、圧入の際の力が肉厚の薄い部分で吸収できて、肉厚の厚い頂部側にできるだけ伝わらない程度の差が設けられればよく、たとえばコバール板を用いてできるだけ材料を薄く形成すると、肉厚の薄い部分が0.13〜0.17mm程度で、肉厚の厚い部分はそれより0.05mm程度厚くすればたりる。窓部13は、たとえば内部に封入されるレーザチップのレーザ光などを通過させたり、受光する光を通過させるためのもので、光を透過させる必要があり、一方で内部をハーメチックシールをしてレーザチップなどの素子を保護するため、窓ガラスなどの光透過部材15が低融点ガラスなどの接着剤16により接着されている。
【0015】
半導体レーザに用いるキャップの具体例として、たとえば図1に示される構造で、キャップ10の高さLが3mm程度で、外径Dが2.5mm程度で、薄い部分の肉厚tが0.15mm(内径Aが2.2mm)程度、厚い部分の肉厚Tが0.2mm程度に形成される。そして、その段差部11aを設ける下端部からの位置Mは、1.4〜2.2mm程度の範囲で設けられる。すなわち、ステムとの嵌合部分の高さが下端部より1.4mm程度あり、それより上であることが好ましく、窓ガラスの下面の位置が下端部より2.15mm程度の位置(窓ガラスの厚さは約0.2mm)にあり、その範囲内になる。
【0016】
図1に示される例では、このキャップ10の頂部の上表面の外周端にリング状の突起部12が形成されている。この突起部12も窓ガラスのクラックなどを防止するために設けられている。すなわち、キャップの頂部全面に圧力を印加してステムに圧入しようとすると、窓ガラスや接着剤とする低融点ガラス部に引張力が加わり、クラックやワレが発生しやすいが、この突起部12が設けられることにより、窓ガラス15部の方への引張力が働かないで、円筒部11を経て下端部側に力が伝わりやすいためである。この突起部12はその高さHが0.03mm程度、その幅Wが0.25mm程度に形成される。
【0017】
つぎに、光透過部材15として窓ガラスを用い、接着剤16として低融点ガラスにより接着したキャップ10で、前述の段差部11aの下端部からの位置を1.4mmで一定とし、キャップ10の内径Aとステムの外径Bとの差(B−A)を種々変えて、ステムにキャップを15〜20kg程度で圧入した後、20個づつのサンプルにより窓ガラスが脱落するときの荷重を調べた。その結果を本発明のキャップSと従来の段差部のないキャップRとを比較して図2に示す。キャップ10の圧入の条件は、図4に示されるように、ステム固定台17上にステム5を載置し、キャップガイド18によりキャップ10とステム5とのセンターを保持しながらキャップ10の上面の外周全体まで当たる平板状の加圧器19により矢印Pの方向に荷重を印加して圧入した。そして、厚入後テンションゲージにて窓ガラスが脱落するときの荷重を測定することにより行った。なお、図2には嵌合に起因しないキャップ単体に基づく窓ガラスが脱落する荷重との区別を明確にするため、ステムに圧入しないで、キャップ単体に荷重を印加する場合も示されている。
【0018】
さらに、B−Aを20μmの一定として、段差部の位置Mを1.4〜2.2mmの範囲で種々変化させ、17kgfの一定荷重という設定で、キャップ下端部がステムの外周に1.2mmの深さまで嵌め込まれる場合に、接着剤の低融点ガラスにかかる最大主応力(kgf/mm2 )をシミュレ−ションにより調べた。その結果を図3に示す。
【0019】
図2から明らかなように、従来の段差部のないキャップRによると、B−A、すなわちキャップの内径とステムの外径とのオーバーラップする寸法が20μmを超えると急激に窓ガラスが脱落する(破損しない)荷重が低下するのに対して、本発明のキャップSによれば、40μm程度になっても殆ど窓ガラスが脱落する荷重が変化しない。すなわち、キャップ10とステムとの嵌合いのバラツキが生じても、窓ガラスが破損して脱落することがない。なお、上述のキャップやステムの製造工程で嵌合い寸法が40μmを超えるバラツキは殆ど生じることがなく、実用的には40μm以下の範囲のバラツキで窓ガラスの脱落の強度が一定していれば問題がない。さらに、図3から明らかなように、段差部が設けられない従来のもの(段差部の位置Mが0)に比して、1.4mm以上の段差部の位置のものは最大主応力が半分程度であり、この結果からも段差部が形成されていることにより、低融点ガラスへの応力が小さくなることが分る。なお、段差部の位置Mについては、その値が小さいほど同じ嵌合いでも圧入の際の荷重を大きくする必要があり、一概には段差部の位置Mが小さい方がよいとはいえない。
【0020】
つぎに、図5を参照しながらこのキャップを用いた本発明の半導体レーザについて説明をする。図5の(a)および(b)はそれぞれ90゜の方向ずれた面での断面図である。
【0021】
図5(a)〜(b)において、1は厚さが0.2〜0.4mm程度の鉄系や銅系の金属材料の板材から絞り加工と打抜き加工により形成された円筒状のリングで、その先端部には上方に延びるように折り曲げられたヒートシンク1aを有し、レーザチップ7をマウントしたサブマウント6が接着されるようになっている。円筒状のリング1の底部には、鍔部1bが0.3mm程度の幅で設けられ、さらにその鍔部1bの一部からは共通リード1cが下方に延びている。このヒートシンク1aや共通リード1cはリードフレームを打ち抜いたのち折り曲げるだけで簡単に形成される。また鍔部1bには、回転方向の位置決めをする切欠部が設けられているが図示されていない。このリング1内に、たとえばガラスなどの絶縁体2により絶縁保持されたリード3、4がハーメチックに封入され、円筒状のリング1、絶縁体2およびリード3、4によりステム5が形成されている。
【0022】
ヒートシンク1aにはレーザチップ7がボンディングされたサブマウント6が吸着コレットにより搬送され、位置合せされてマウントされる。このサブマウント6の位置合せは、リング1の鍔部1bの表面Fを基準面として行われる。そうすることにより、CDプレーヤなどのセットに半導体レーザを取りつける場合にこの鍔部1bの表面Fを基準とするため、正確な位置決めをすることができる。
【0023】
サブマウント6は、たとえばシリコン基板などにより形成され、200μm×150μm程度の小さなレーザチップ7を組み立てやすくするために設けられている。この例では、シリコン基板からなるサブマウント6にレーザチップ7の発光量をモニターする受光用の図示しないフォトダイオードが形成されている。このレーザチップ7および図示しないフォトダイオードの各電極が金線8によりリード3、4とそれぞれワイヤボンディングされ接続されている。レーザチップ7およびフォトダイオードのそれぞれ他方の電極はサブマウント6の裏面を介して共通リード1cに接続され、3本のリード1c、3、4がステム5の裏面側に延びている。
【0024】
このレーザチップ7がマウントされたステム5の円筒状リング1の外周壁に前述の図1に示されるキャップ10が圧入されることにより半導体レーザが製造される。すなわち、たとえば円筒状リング1の外径は2.23mm程度で、キャップ10下端部の内径は2.20mm程度に形成されており、図4に示されたのと同様の方法および条件で圧入することにより製造される。
【0025】
なお、前述の例では、キャップの頂部の外周に突起部が設けられていたが、突起部が設けられることにより、キャップ上面よりの荷重に対して窓部への荷重の集中を避けることができるため好ましいが、突起部がなくても段差部が設けられることにより、キャップとステムとの嵌合部の嵌合いのバラツキの影響を抑えることができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、従来はステムの外径とキャップの内径との差が10〜20μm程度に抑えなければならなかったものが、本発明によれば倍(40μm)になっても窓部への応力の影響がなく、キャップとステムとの嵌合のバラツキを大きく許容できる。そのため、ステムとキャップの寸法管理を厳しくする必要がなく、製造管理が容易になると共に、生産性が向上し量産に適応することができる。その結果、安価で信頼性の高い半導体レーザなどの電子部品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品用キャップの一実施形態の断面説明図である。
【図2】図1のキャップを用いたときのステムとの嵌合の程度に対する窓ガラスが脱落する荷重の関係を示す図である。
【図3】キャップの段差部の位置に対する低融点ガラスへの最大主応力の関係を示す図である。
【図4】キャップをステムに圧入する状態の説明図である。
【図5】図1のキャップを用いた半導体レーザの断面説明図である。
【図6】ステムにキャップを圧入する構造のキャップの内径とステムの外径との関係の説明図である。
【図7】従来の半導体レーザの説明図である。
【符号の説明】
10 キャップ
11 円筒部
11a 段差部
13 窓部
14 開口部
15 光透過部材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cap for an electronic component comprising a metal shell having a window at the top and an opening that can be joined to a stem at the bottom, such as a can seal type semiconductor laser. In more detail, the glass of the window portion of the cap is not damaged even when a strong external pressure is applied from the upper surface of the cap of the electronic component in which the cap is assembled by pressing the cap into the stem. The present invention relates to an electronic component cap and a semiconductor laser using the same.
[0002]
[Prior art]
The can-seal type semiconductor laser has a structure such that an explanatory diagram of a partial cross section is shown in FIG. In FIG. 7A, a laser chip 23 is mounted on a heat sink 21 a integrated with a stem 21 via a silicon submount 22. A lead 26 is insulated from the stem 21 and hermetically sealed (hermetic sealing), and a lead 28 is connected to the stem 21 by welding or the like. One electrode terminal of the laser chip 23 is wire-bonded to the lead 26 via the silicon submount 22. The other electrode of the laser chip 23 is connected to the lead 28 through the heat sink 21a. A cap 24 is hermetically sealed around the cap 21 by welding or the like.
[0003]
A window portion by a through hole is provided on the top portion of the cap 24 to take out light from the laser chip 23, and a window glass 25 is bonded with a low melting point glass (not shown) or the like to make the inside airtight. The cap 24 is welded to the stem 21 in a state where the window glass 25 is bonded to the cap 24 in advance. In many cases, this welding is performed by electric resistance welding. In this case, in order to concentrate the current and secure the welding, as shown in FIG. 7B, a projection-like projection 24a is formed on the bottom surface of the cap 24. Is formed. Not only a semiconductor laser but also a cap having a window portion for hermetic sealing, a structure used for a phototransistor, a photodiode, a light emitting diode (LED) of a metal cap, etc. has a structure as shown in FIG. It has become.
[0004]
On the other hand, in the above structure, when attaching a cap, it is necessary to obtain a hermetic seal by welding with a stem. However, the welding conditions vary widely, a stable hermetic seal cannot be obtained, and since it has a projection, miniaturization is difficult. Therefore, as disclosed in JP-A-9-283852, an attempt has been made to obtain a hermetic seal by press-fitting a cap into a stem.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the cap with the window glass sealed is to be press-fitted, the window glass or the low-melting glass of the adhesive is likely to crack or crack. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-283852, in order to solve the problem, the protrusion is formed in a ring shape on the outer peripheral surface of the top, but when mass production is performed by an automatic machine, FIG. As shown in (b), when the dimensional difference between the inner diameter A of the cap 24 and the outer diameter B of the fitting portion of the stem 21 (B is larger than A) is not controlled to about 10 to 20 μm, Since an external force is applied to the bonding portion and the window glass 25 may be peeled off, there is a problem that the management of the variation in the inner diameter and the outer diameter of the cap and the stem is difficult and the mass productivity is lacking. In FIG. 6, 29 is an adhesive such as low-melting glass.
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem. When a cap having a light transmitting member such as a window glass is hermetically sealed to a stem by press fitting, the dimensional relationship is not severe. However, an object of the present invention is to provide a cap for an electronic component having a structure that does not crack or break the glass or adhesive of the window.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser having a structure in which parts management is easy and a simple assembling method in which a cap is press-fitted into a stem is employed and a window portion is not damaged.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The cap for an electronic component according to the present invention is an electronic device in which a light transmitting member is bonded to the window of a cylindrical metal shell having a window formed at the top and an opening that can be joined to the stem by press fitting. The cylindrical cap of the metal shell has a stepped portion so that the thickness on the opening side is thinner than the thickness on the top side over a range longer than the length of the portion press-fitted into the stem. Is formed.
[0009]
With this structure, when the cap is press-fitted into the stem, the force that spreads on the opening at the bottom of the cap is absorbed by the thin part of the cylindrical part, and the thick part on the upper side is absorbed by the thick part. Hard to apply force. For this reason, the force applied to the window glass bonded to the window portion or the low-melting glass of the adhesive is very weak, and cracks and cracks are hardly generated.
[0010]
By forming the protrusion on the outer peripheral surface of the top of the metal shell in a ring shape, the light transmitting member such as a window glass and the bonded portion thereof are strengthened against the pressing force from the top, and the window portion is further layered. Peeling is reduced and reliability is improved.
[0011]
The semiconductor laser of the present invention has a stem, a laser chip mounted on a heat sink provided in the stem, a window portion at the top and a cylindrical portion that can be fitted to the stem at the bottom, A cap that hermetically covers the periphery of the cap, and the light transmitting member is fixed to the window portion, and the length of the stem-side wall is longer than the length of the portion where the cylindrical portion is fitted to the stem. The thickness is thin and the top side is formed thick, and is fitted into the stem by press-fitting.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the electronic component cap of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
As shown in the cross-sectional explanatory view of one embodiment of the cap 10 for an electronic component of the present invention, a window portion 13 is formed on the top portion of the cylindrical portion 11 of the metal shell, and a stem can be joined to the bottom portion. An opening 14 is formed. A light transmitting member 15 such as glass or plastic is bonded to the window portion 13 with an adhesive 16 such as low melting point glass so that the airtightness can be maintained. The cylindrical portion 11 of the metal shell is characterized in that a step portion 11a is formed so that the thickness t on the opening 14 side is thinner than the thickness T on the top side.
[0014]
The metal shell having the window portion 13 at the top of the cylindrical portion 11 is formed, for example, by drawing a Kovar plate or the like. During the drawing process, a through hole serving as a window 13 is provided at the top, and an opening 14 for joining the stem is provided at the bottom. The aforementioned stepped portion 11a is formed by providing a step in a convex mold for drawing, and can be thin on the opening 13 side and thick on the top side. The difference between the thin portion and the thick portion may be such that the force at the time of press-fitting can be absorbed by the thin portion, and a difference that is not transmitted as much as possible to the thick top portion is provided. If the material is made as thin as possible using a Kovar plate, the thin part is about 0.13 to 0.17 mm, and the thick part is about 0.05 mm thicker. The window portion 13 is for passing laser light of a laser chip sealed inside, for example, or for passing light to be received. The window portion 13 needs to transmit light, while the inside is hermetically sealed. In order to protect an element such as a laser chip, a light transmitting member 15 such as a window glass is adhered by an adhesive 16 such as a low melting point glass.
[0015]
As a specific example of the cap used for the semiconductor laser, for example, in the structure shown in FIG. 1, the height L of the cap 10 is about 3 mm, the outer diameter D is about 2.5 mm, and the thickness t of the thin portion is 0.15 mm. The thick part is formed with a thickness T of about 0.2 mm (inner diameter A is about 2.2 mm). And the position M from the lower end part which provides the level | step-difference part 11a is provided in the range of about 1.4-2.2 mm. That is, the height of the fitting portion with the stem is about 1.4 mm from the lower end, and preferably higher than that, and the position of the lower surface of the window glass is about 2.15 mm from the lower end (the window glass The thickness is about 0.2 mm) and falls within that range.
[0016]
In the example shown in FIG. 1, a ring-shaped protrusion 12 is formed at the outer peripheral end of the upper surface of the top of the cap 10. This protrusion 12 is also provided to prevent cracks in the window glass. That is, when a pressure is applied to the entire top surface of the cap to press fit into the stem, a tensile force is applied to the low melting point glass portion used as the window glass or adhesive, and cracks and cracks are likely to occur. By being provided, the tensile force toward the window glass 15 part does not work, and the force is easily transmitted to the lower end side through the cylindrical part 11. The protrusion 12 is formed with a height H of about 0.03 mm and a width W of about 0.25 mm.
[0017]
Next, the window 10 is used as the light transmitting member 15 and the cap 10 is bonded with low melting point glass as the adhesive 16, and the position from the lower end of the stepped portion 11a is constant at 1.4 mm, and the inner diameter of the cap 10 is fixed. The difference (BA) between A and the outer diameter B of the stem was changed variously, and after the cap was pressed into the stem at about 15 to 20 kg, the load when the window glass dropped by 20 samples was examined. . The results are shown in FIG. 2 comparing the cap S of the present invention with a conventional cap R having no stepped portion. As shown in FIG. 4, the conditions for press-fitting the cap 10 are as follows: the stem 5 is placed on the stem fixing base 17, and the center of the cap 10 and the stem 5 is held by the cap guide 18. A load was applied in the direction of an arrow P by a flat plate-shaped pressurizer 19 that hit the entire outer periphery, and press-fitted. And it measured by measuring the load when a window glass falls off with a tension gauge after thick insertion. Note that FIG. 2 also shows a case where a load is applied to the cap alone without being press-fitted into the stem in order to clarify the distinction from the load at which the window glass based on the cap alone, which is not caused by fitting, falls off.
[0018]
Furthermore, BA is constant at 20 μm, the position M of the stepped portion is variously changed in the range of 1.4 to 2.2 mm, and the lower end of the cap is set to 1.2 mm on the outer periphery of the stem with a constant load of 17 kgf. The maximum principal stress (kgf / mm 2 ) applied to the low-melting-point glass of the adhesive when fitted to a depth of 1 mm was examined by simulation. The result is shown in FIG.
[0019]
As is clear from FIG. 2, according to the conventional cap R having no stepped portion, the window glass suddenly falls off when B-A, that is, the overlapping dimension of the inner diameter of the cap and the outer diameter of the stem exceeds 20 μm. While the load (not damaged) is reduced, according to the cap S of the present invention, the load at which the window glass drops off hardly changes even when the thickness is about 40 μm. That is, even if there is a variation in fitting between the cap 10 and the stem, the window glass is not damaged and falls off. In the above-described cap and stem manufacturing process, there is almost no variation in which the fitting dimension exceeds 40 μm. In practice, there is a problem if the strength of the window glass drop-off is constant within the range of 40 μm or less. There is no. Further, as is apparent from FIG. 3, the maximum principal stress is half that of the step portion of 1.4 mm or more compared to the conventional case where the step portion is not provided (the step portion position M is 0). From this result, it can be seen that the stress on the low-melting glass is reduced by forming the stepped portion. In addition, about the position M of the step part, it is necessary to increase the load at the time of press-fitting even if the same fitting is smaller, and it cannot be said that it is generally better that the position M of the step part is small.
[0020]
Next, the semiconductor laser of the present invention using this cap will be described with reference to FIG. 5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views on planes shifted by 90 °.
[0021]
5 (a) to 5 (b), reference numeral 1 denotes a cylindrical ring formed by drawing and punching from an iron-based or copper-based metal material having a thickness of about 0.2 to 0.4 mm. The tip portion has a heat sink 1a bent so as to extend upward, and a submount 6 on which a laser chip 7 is mounted is bonded. At the bottom of the cylindrical ring 1, a collar 1b is provided with a width of about 0.3 mm, and a common lead 1c extends downward from a part of the collar 1b. The heat sink 1a and the common lead 1c are simply formed by punching the lead frame and bending it. Moreover, although the notch part which positions in the rotation direction is provided in the collar part 1b, it is not illustrated. In this ring 1, leads 3 and 4 insulated and held by an insulator 2 such as glass are hermetically sealed, and a stem 5 is formed by the cylindrical ring 1, the insulator 2 and the leads 3 and 4. .
[0022]
The submount 6 to which the laser chip 7 is bonded is conveyed to the heat sink 1a by the suction collet, aligned and mounted. The positioning of the submount 6 is performed using the surface F of the flange 1b of the ring 1 as a reference plane. By doing so, when the semiconductor laser is attached to a set such as a CD player, the surface F of the flange 1b is used as a reference, so that accurate positioning can be performed.
[0023]
The submount 6 is formed of, for example, a silicon substrate, and is provided to facilitate the assembly of a small laser chip 7 of about 200 μm × 150 μm. In this example, a light receiving photodiode (not shown) for monitoring the light emission amount of the laser chip 7 is formed on a submount 6 made of a silicon substrate. The electrodes of the laser chip 7 and a photodiode (not shown) are connected to the leads 3 and 4 by wire bonding with gold wires 8, respectively. The other electrodes of the laser chip 7 and the photodiode are connected to the common lead 1 c through the back surface of the submount 6, and the three leads 1 c, 3, 4 extend to the back surface side of the stem 5.
[0024]
A semiconductor laser is manufactured by press-fitting the cap 10 shown in FIG. 1 into the outer peripheral wall of the cylindrical ring 1 of the stem 5 on which the laser chip 7 is mounted. That is, for example, the outer diameter of the cylindrical ring 1 is about 2.23 mm, and the inner diameter of the lower end of the cap 10 is about 2.20 mm, and press-fitting is performed by the same method and conditions as shown in FIG. It is manufactured by.
[0025]
In the above-described example, the protrusion is provided on the outer periphery of the top of the cap. However, by providing the protrusion, it is possible to avoid the concentration of the load on the window with respect to the load from the upper surface of the cap. Therefore, although the step portion is provided even if there is no protrusion, it is possible to suppress the influence of variation in fitting of the fitting portion between the cap and the stem.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, conventionally, the difference between the outer diameter of the stem and the inner diameter of the cap has to be suppressed to about 10 to 20 μm. There is no influence of the stress, and a large variation in fitting between the cap and the stem can be allowed. Therefore, it is not necessary to strictly control the dimensions of the stem and cap, and manufacturing management is facilitated, productivity is improved, and it can be applied to mass production. As a result, an inexpensive and highly reliable electronic component such as a semiconductor laser can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of an embodiment of an electronic component cap of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship of the load at which a window glass drops off with respect to the degree of fitting with a stem when the cap of FIG. 1 is used.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship of the maximum principal stress to the low melting point glass with respect to the position of the stepped portion of the cap.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a state in which a cap is press-fitted into a stem.
5 is a cross-sectional explanatory view of a semiconductor laser using the cap of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a relationship between an inner diameter of a cap having a structure in which a cap is press-fitted into a stem and an outer diameter of the stem.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional semiconductor laser.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cap 11 Cylindrical part 11a Step part 13 Window part 14 Opening part 15 Light transmissive member

Claims (3)

頂部に窓部が形成され、底部にステムと圧入により接合され得る開口部が形成された円筒状の金属シェルの前記窓部に光透過部材が接着された電子部品用キャップであって、前記金属シェルの円筒部は前記開口部側の肉厚が前記ステムに圧入される部分の長さより長い範囲に亘って前記頂部側の肉厚より薄くなるように段差部が形成されてなる電子部品用キャップ。A cap for an electronic component in which a light transmitting member is bonded to the window portion of a cylindrical metal shell in which a window portion is formed at the top and an opening that can be joined to the stem by press fitting is formed on the bottom portion. The cylindrical part of the shell has a stepped portion formed so that the thickness on the opening side is thinner than the thickness on the top side over a range longer than the length of the portion press-fitted into the stem. . 前記金属シェルの頂部の外周表面に突起部がリング状に形成されてなる請求項1記載の電子部品用キャップ。  The cap for electronic components according to claim 1, wherein a protrusion is formed in a ring shape on the outer peripheral surface of the top of the metal shell. ステムと、該ステムに設けられるヒートシンクにマウントされるレーザチップと、頂部に窓部を有すると共に底部に前記ステムと嵌合し得る円筒部を有し、前記レーザチップの周囲を気密に覆うキャップとからなり、該キャップは前記窓部に光透過部材が固着されると共に、前記円筒部が前記ステムと嵌合する部分の長さより長い範囲に亘って前記ステム側の肉厚が薄く、かつ、前記頂部側が厚く形成されて、前記ステムに圧入により嵌合されてなる半導体レーザ。A stem, a laser chip mounted on a heat sink provided in the stem, a cap having a window at the top and a cylindrical portion that can be fitted to the stem at the bottom, and covering the periphery of the laser chip in an airtight manner The cap has a light transmitting member fixed to the window portion, the cylindrical portion has a thin wall thickness on the stem side over a range longer than the length of the portion fitted with the stem , and the cap A semiconductor laser having a thick top portion and press-fitted into the stem.
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